28.11.2018

Beschwingtes Neon

Wellenfunktionen des Elements Neon in nichtlinearen Prozessen präzise charakterisiert.

Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Giuseppe Sansone vom physikalischen Institut der Universität Freiburg ist es erst­mals gelungen, die elektronischen Wellen­funktionen von Atomen des Elements Neon voll­ständig in einem Zwei-Photonen-Ionisations­prozess zu rekonstruieren.

Abb.: Die Forscher untersuchten, in welchem Winkel die elektronischen Wellen aus dem Elektron heraus­treten, wenn sich die Eigen­schaften des Laser­strahls ändern. (Bild: G. Sansone)

Die Photoionisation spielt sich im Spektral­bereich der extremen ultra­violetten Strahlung bis hin zur weichen Röntgen­strahlung ab. Dabei nimmt das Atom ein Photon auf und stößt ein Elektron ab, das aus einer Gruppe elektronischer Wellen besteht. Aus dem Atom wird in diesem Prozess ein Ion. Im Experiment bestrahlten die Forscher das Atom mit einem Laser, dessen hohe Intensität es ermöglicht, dass das Atom zwei Photonen aufnimmt und zwei Elektronen frei­gibt, wodurch wiederum doppelt ionisierte Atome entstehen.

Dabei veränderte das Team die Eigenschaften des Laser­strahls und untersuchte, wie sich die elektronischen Wellen darauf­hin in ihrer Form wandelten und in welchem Winkel sie sich bewegten. Die Wissenschaftler konnten mit ihren Messungen die heraus­tretenden sowie die gebunden elektronischen Wellen­funktionen der im Atom verbleibenden Elektronen darstellen.

„Die Ergebnisse erlauben uns, die Wechsel­wirkung zwischen Atomen und intensiven Laser­feldern im Röntgen­bereich in den kleinsten Aspekten zu charakterisieren“ erläutert Sansone. „Dies ist für die zukünftigen Anwendungen der neuesten Laser­quellen wie dem Freien-Elektronen-Laser XFEL in Hamburg von großer Bedeutung.“

U. Freiburg / DE

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